комбинированный микроскоп сравнения

Формула изобретения

Комбинированный микроскоп сравнения, содержащий ветвь сравнения, состоящую из последовательно соединенных микроскопа и телевизионной камеры с монитором, отличающийся тем, что в него введены дополнительная ветвь сравнения, состоящая из последовательно соединенных микроскопа и телевизионной камеры с монитором, и общий блок управления ветвями сравнения, а каждая ветвь сравнения дополнена автономным блоком коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы и формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами телевизионных камер и мониторов, при этом общий блок управления ветвями сравнения соединен с автономными блоками коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы и формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами телевизионных камер и мониторов каждой ветви сравнения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прикладной механике и может быть использовано в оптическом приборостроении, особенно в микроскопии.

Известны микроскопы сравнения, содержащие две оптические ветви и общую оптическую систему, используемую для визуального наблюдения или фотографирования объектов как в каждом из микроскопов, так и для одновременного наблюдения 1/2 части поля зрения каждого микроскопа, соединенных вместе [1, 2].

Основной недостаток подобных приборов состоит в том, что у них отсутствует возможность наложения сравниваемых полей.

Этот недостаток устранен в известном решении [3]. Кроме наложения изображений микроскопов с помощью общей оптической системы в нем предусмотрено и получение трехзонного поля зрения (часть поля первого микроскопа плюс наложение двух полей, плюс часть поля второго микроскопа). В этом решении возможно также перемещение границы раздела двух полей зрения.

Однако наличие общей оптической системы, обеспечивающей взаимодействие систем двух микроскопов, обусловливает строго определенное взаимное расположение в пространстве микроскопов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, призменный блок совмещения полей изображения, блок наблюдения и регистрации, включающий визуальный, телевизионный и фотографический каналы [6].

Недостатки этого решения заключаются в следующем:

1. Совмещение полей зрения обеих ветвей сравнения и их раздельное наблюдение осуществляются с помощью оптических элементов блока совмещения, имеющего ограниченные возможности по изменению информационного содержания полей зрения.

2. В приборе отсутствует возможность одновременного раздельного наблюдения двух объектов в целом, что часто необходимо, особенно на начальных этапах эксперимента.

3. Наличие единого выходного канала не позволяет влиять на информацию об объекте в каждой ветви сравнения одновременно.

4. Обе ветви сравнения образуют единый прибор, что затрудняет сравнение объектов больших габаритов. Кроме того, невозможно сравнение объектов, находящихся в разных помещениях, что особенно важно при сравнении нормальных объектов с объектами, подвергающимися вредным воздействиям (химическим, температурным, радиационным и т.д.).

5. Оптическая система микроскопа достаточно сложна, т.к. на нее возложены функции дополнительного изменения увеличений, совмещения и др.

6. Оптическая система прибора требует тщательной юстировки, поскольку необходимо центрирование обеих ветвей сравнения.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей сравнения объектов в микроскопе, упрощение его оптической системы и обеспечение любого взаимного расположения микроскопов.

Для решения поставленной задачи предложен комбинированный микроскоп сравнения, который, как и прототип, содержит две ветви сравнения, состоящие из последовательно соединенных микроскопов и телевизионных камер.

В отличие от прототипа в него дополнительно введен общий блок управления ветвями сравнения, а каждая ветвь сравнения дополнена автономным блоком коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы и формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами телевизионных камер и мониторов, при этом общий блок управления ветвями сравнения соединен с автономными блоками коррекции преобразования сигналов изображения каждой ветви сравнения.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что благодаря ведению общего блока управления обеими ветвями сравнения при наличии общего монитора и дополнения каждой ветви сравнения автономным блоком коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы, формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами телевизионных камер и мониторов, их соединения между собой значительно расширились функциональные возможности сравнения объектов в микроскопе за счет дополнительного выделения и/или наложения сравниваемых участков с минимальными размерами до нескольких пикселей, выделения сравниваемых полей в виде плоских фигур любой формы, изменения цвета, контраста и масштаба изображения в любой ветви, раздельного наблюдения двух объектов одновременно, расположения двух ветвей сравнения на произвольном расстоянии или в соседних помещениях.

Значительно упрощена и оптическая система микроскопа.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид комбинированного микроскопа сравнения.

Предлагаемый комбинированный микроскоп сравнения состоит из двух микроскопов 1 любого назначения (биологического, металлографического и.д.) с телевизионными цифровыми камерами 2, мониторами 3, автономными блоками 4 коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы и формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами телевизионных камер 2 и мониторов 3, блоками памяти изображения 5, общим монитором 6 и общим блоком управления ветвями сравнения 7.

Комбинированный микроскоп сравнения работает следующим образом.

Изображения объектов, установленных на микроскопах 1, передаются на телевизионные цифровые камеры 2 и далее на мониторы 3 и автономные блоки 4 коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы и формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами телевизионных камер 2 и мониторов 3.

Преобразованные сигналы поступают на блоки памяти изображения 5 и далее на общий монитор 6.

Автономные блоки 4 служат для коррекции преобразования сигналов изображения в электрические сигналы и формирования сигналов управления светотехническими и оптоэлектронными параметрами цифровых телевизионных камер 2 и мониторов 3.

Аналогичные функциональные задачи и блоки для их выполнения используют и в современных цифровых фотоаппаратах и микроскопах [5].

В блоках памяти изображений 5 запоминается полученное изображение, которое передается на общий монитор 6 для наблюдения изображений, полученных от микроскопов 1 для их визуального сравнения.

Общий блок управления ветвями сравнения 7 служит для управления информацией, поступающей от микроскопов (перемещение, наложение и масштабирование изображений, изменение их светотехнических параметров и т.п.).

Общий монитор 6 является устройством визуального сравнения получаемых изображений.

В качестве автономных блоков 4 и общего блока управлений ветвями сравнения 7 могут использоваться ПЭВМ.

Благодаря наличию в микроскопе сравнения двух ветвей сравнения, состоящих из автономных микроскопов с телевизионными цифровыми камерами и общего блока управления, появляется возможность совмещения полей зрения обоих автономных микроскопов, их раздельного наблюдения, выделения любых участков на изображениях объектов и их совмещения в общем поле со стиранием нулевого фона.

Кроме того, появляется возможность раздельного монтажа автономных микроскопов на необходимой дистанции и в отдельных помещениях.

Введение компьютерного управления позволяет составлять программы для решения частных задач широкой номенклатуры.

Благодаря наличию электронного изменения увеличений в цифровых камерах появляется возможность установки одинаковых увеличений в обоих микроскопах, что особенно важно при наложении изображений, и облегчена юстировка микроскопов в отношении комплектации объективов и установки единых номиналов увеличений на каждом микроскопе.

Кроме того, при необходимости к прибору может быть подключено и еще несколько автономных микроскопов, что позволяет увеличить число исследуемых процессов и сократить время анализа. Поскольку жесткая связь между обеими ветвями сравнения заменена на проводную связь, появилась возможность произвольной установки каждой ветви сравнения.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности микроскопа сравнения и упростить его юстировку.

Источники информации

1. Скворцов Г.Е. и др. Микроскопы. Л., Машиностроение, 1969, с.394-399.

2. Франция, патент №2468925, МПК: G02В 21/18, 1981 г.

3. СССР, авторское свидетельство №857908, МПК: G02В 21/18, 1981.

4. Каталоги фирм Кодак, Канон, Олимпус, К.Цейсс, Лейка и др.

5. Быков В.Е. Основы телевидения и видеотехники. Изд.: «Горячая линия», Москва, 2006 г., с.399.

6. Российская Федерация, заявка №99121774/28, МПК: G02В 21/18, 2001 г. - прототип.